Гибридный усилитель ROSA-HB1

[Alex Ground]

Доброе время суток!
Хочу представить схему гибридного усилителя с обратной связью во 2-ю сетку и выходным каскадом с малыми коммутационными искажениями на транзисторах одной проводимости.


Особенностью входной части схемы является применение маломощного пентода с динамической нагрузкой для получения максимального разомкнутого "виртуального" усиления, и перевод его в триодное включение подачей сигнала обратной связи с выхода усилителя во 2-ю сетку. Таким образом происходит линеаризация не только лампы, как в случае входной части на триоде, но и выходного каскада, а так же межкаскадного конденсатора.
Смещение лампы фиксированное, это позволяет избавиться от искажений катодного конденсатора который необходимо было бы применить в случае автоматического смещения.
Лампа применена 6Ж1П как не требующая высокого напряжения питания, достаточно линейная и распространенная, однако в силу возможности гибкой настройки схемы благодаря фикс.смещению, есть большой простор для экспериментов с различными лампами во входном каскаде.
Выходной каскад является идеей пользователя IDDQD

Скрытый текст

Вот нарисовал интересный ВК:


ВК охвачен ООС по току, чем достигается термостабильность. Входное сопротивление сопоставимо с тройкой ЭП (а значит такой ВК подходит для сверхлинейника). Само-собой, полевики можно параллелить (с добавлением истоковых резисторов). Ток драйвера (предвыходных биполяров) легко выставить в диапазоне 20 - 200 мА, что достаточно для прокачки емкостей нескольких пар выходных мосфетов. Выходное сопротивление с одной парой ~0.09 Ом. В биполярном варианте с током покоя 300 - 400 мА наблюдается эффект экономичного А - транзисторы открываются/закрываются плавно, коммутационные искажения на уровне шумов.

[свернуть]

Версия ВК на биполярных транзисторах меня заинтересовала своими малыми коммутационными искажениями, и хорошей линейностью, что особенно важно для усилителя с малой глубиной ОС. Ещё одной особенностью ВК является стабилизация тока покоя по датчику тока (резистору R29), что исключает необходимость в контроле температуры выходных транзисторов.
Схема ВК была доработана добавлением ещё одной ступени повторителя на входе, с целью увеличения входного сопротивления для работы ВК напрямую от пентода. Так же был доработан узел стабилизации тока покоя для снижения зависимости ТП от напряжения питания и температуры силового транзистора ГСТ, как результат ток покоя практически независим от напряжения питания усилителя и температуры выходных транзисторов . С эмиттера входной двойки повторителей берется сигнал для введения вольтдобавки в нагрузку пентода.
Напряжение "раскачки" выходных двоек выделяется на резисторах R18, R20, благодаря вольтдобавке на конденсаторе С16 переменное напряжение на R18 приложено между Б-Э верхней двойки, таким образом управление выходными двойками симметричное.

На плате предусмотрено место для установки "антизвонных" резисторов R27, R28 в базах выходных транзисторов, их необходимо устанавливать только в случае использования транзисторов более высокочастотных чем указаны в схеме, например при установке популярных транзисторов 2SC5200. В случае установки ВЧ транзисторов с малой бэтой (h21э<20) целесообразно в параллель базовым резисторам включить индуктивность порядка 0.33..0.47мкГн для улучшения коэффициента использования напряжения питания (снижения падения напряжения на резисторах в базах выходных транзисторов в рабочем диапазоне частот). В исходном варианте схемы, при применении рекомендуемых автором транзисторов следует установить на место R27, R28 перемычки.

При установке отличных от указанных на схеме выходных и предвыходных транзисторов ( более высокочастотных) для сохранения устойчивости усилителя может потребоваться установка конденсатора 100пФ 100В между коллектором и базой транзистора VT2

Рекомендуемый ток покоя ВК порядка 220...250мА. При таком токе покоя происходит резкое снижение коммутационных искажений, дальнейшее повышение тока покоя не приносит значительных улучшений.
За поддержанием нуля на выходе следит интегратор на ТЛ071, с его отрицательного плеча питания берется напряжение для регулятора смещения лампы.
Выход интегратора подключен на вход ВК через делитель в который заведена ПОС, для повышения входного сопротивления выходного каскада.

Между усилителем и нагрузкой обязательно необходимо использовать модуль защиты и задержки подключения АС

Модель MicroCap
rosa hb1.cir

Была разработана и собрана односторонняя печатная плата под изготовление ЛУТ.
СМД компоненты типоразмера 1206, ламповая панелька типа ПЛК7-1п, или ПЛК7-4к, посадочное место универсальное. Выходные транзисторы в ТО-247.
Габарит платы 58*76мм.

Файл платы усилителя в SprintLayout (+GERBER)
ROSA HB1 FULL.rar
Перечень комплектующих (parts list)
ROSA HB1 partlist.pdf

Так же товарищем Лепёхин В. была разработана двухсторонняя печатная плата для заводского изготовления, габариты платы 89*79мм.

Транзистор VT4 установлен TIP42 (TO-220) вместо BD140 (TO-126), что бы не устанавливать радиатор в тесном пространстве между конденсаторов (для TO-220 радиатор не обязателен)

Файл платы усилителя от тов. Лепёхин В. в SprintLayout (+GERBER)
ROSA HB1 Lepekhin.rar

Замеры и осциллограммы:
Клип 1кГц:

Меандр 1кГц:

Искажения на нагрузке 5 Ом при выходной мощности 1 Вт:
THD (1кГц)= 0.009%

Искажения на нагрузке 5 Ом при выходной мощности 10 Вт:
THD (1кГц)= 0.015%

*измерения проведены при стабилизации всех питающих напряжений

Простой блок питания со стабилизацией анодного напряжения и тока накала

Предлагаю вариант простого блока питания для данного усилителя.
Вложение 451852
Печатная плата
Габариты: 80*86 мм
Вложение 451854
Файл платы БП в SprintLayout
Вложение 451875

[свернуть]

[АБВГД]

всё же глубина ООС 40дб, это много для высококачественного звука. Как бы теряется смысл гибрида. У кого есть эмулятор, может опробуете схему транзисторной части без ООС? Неглубокую местную ООС использовать можно, чтобы в итоге получить на 8ом КНИ на 10-15 ваттах не более 0,1%?

[Serge_L]

Да не возбраняется!
Хоть с искажениями в 10%

Не пишите, пожалуйста за качественный звук. Пишите просто: Мне нравится, когда 0.1% искажений лампового звука, как сделать?
Что же так тяжело писать честно?

[DIM]

Offтопик:
0,1% без ОООС да на приемлемой мощности с лампы замучаешься)))

[АБВГД]

Хоть с искажениями в 10%
Не пишите, пожалуйста за качественный звук. Пишите просто: Мне нравится, когда 0.1% искажений лампового звука, как сделать?

Вы неправы, у меня есть фабричный гибрид с номинальной мощностью 130вт на 8 Ом и хорошо знаю ламповый звук. Ламповые усилители выдают качественный звук, пока КНИ примерно менее 0,1%. При таком уровне искажений, выше второй гармоники ничего нет и она в пределах 52-60 дб без ООС. Слухи о ламповом приукрашивании звука, это фантазии из интернета. Небюджетный фабричный транзисторный усилитель тоже есть.

[Serge_L]

Снова откровения!
Учитесь писать за себя!
«Мне нравится», «я считаю» и тп

[АБВГД]

Offтопик:
0,1% без ОООС да на приемлемой мощности с лампы замучаешься)))

так про гибрид речь идёт. Тут 2 варианта:
1. На лампе усилитель напряжения, на транзисторах усилитель тока, но без местной ООС это не получить.
2 Частично усилить напряжение в транзисторной части.

[DIM]

Ламповые усилители выдают качественный звук, пока КНИ примерно менее 0,1%. При таком уровне искажений, выше второй гармоники ничего нет и она в пределах 52-60 дб без ООС.

Можно поинтересоваться мощностью при таких искажениях и хотя бы типом выходного каскада и выходных ламп?)

[hippo64]

0,1% без ОООС да на приемлемой мощности с лампы замучаешься)))

Да нет, НЕ ЗАМУЧАЕШЬСЯ, просто никак. падон за капс, задел

[АБВГД]

Можно поинтересоваться мощностью при таких искажениях и хотя бы типом выходного каскада и выходных ламп?

Если ламповый без общей ООС, то надо его слушать максимум - 0,15%, как на рисунке. Более высокие искажения уже звук портят. Это двухтактный усилитель по ультралинейной схеме, без общей ООС.
В моём гибридном усилителе КНИ - 0,007%, звук не такой плоский, сухой и "чистый", как в чисто транзисторном усилителе, но уступает ламповому. У лампового усилителя запаса по мощности не хватает, когда КНИ менее 0,1%. Довольно хорошо играет только на тихой громкости, звук очень детальный и отлично локализован, такая "живая сцена", но должна быть тишина вокруг.
Всё же, давайте продолжим о гибриде и симуляторе.

[DIM]

Offтопик:
Вопросов больше нет, я думал Грааль нашелся наконец.

[Alex Ground]

Как бы теряется смысл гибрида.

Почему? ООС не правит искажения лампы, она правит только ВК, не думаю, что искажения транзисторного оконечника это то, что дает смысл гибриду.

У кого есть эмулятор, может опробуете схему транзисторной части без ООС?

Ну так на схеме заложена возможность исключить ВК из петли переключателем "местная-общая ОС", остаётся тогда по сути просто "триод" нагруженный на ВК без общей ООС.

[hippo64]

У кого есть эмулятор, может опробуете схему транзисторной части без ООС?

Прочитайте о прототипе транзисторной части, прочитайте тему о прототипе.

[АБВГД]

на схеме заложена возможность исключить ВК из петли переключателем "местная-общая ОС", остаётся тогда по сути просто "триод" нагруженный на ВК без ООС

У транзисторной части есть своя ООС и не отключается. Да и с регулировкой этой ОС непросто, проще на симуляторе посмотреть, чем эксперименты на железе делать и самого железа у меня нет.
Как-то эксперименты проводил с гибридным усилителем для наушников, усилительная часть на 6Н1П - SRPP, усилитель тока на полевом транзисторе и на биполярном тоже делал, так результат довольно хороший получился (звук заметно лучше, чем на встроенном Rme ADI-2 DAC FS) и КНИ сотые доли, но на наушники большого выходного напряжения не нужно.

[hippo64]

У транзисторной части есть своя ООС и не отключается.

у обычного повторителя тоже есть своя оос. А с симулятором вам к коллеге Петрову. а с предложениями, открывайте свою тему, это просто, и палчики меньше веером крутите. не на привозе.

[Artik]

Коллеги, на места C1, 6, 7, 8 усилителя- ставить PP или PET конденсаторы?
И на плате БП?

[Alex Ground]

Резисторы R5 10 Ом (отделяющие сигнальную и силовую землю) заменил перемычками

Был косяк с резистором R5 разделяющим силовую и аналоговую землю. В исходных платах вместо них запаивать перемычку. Схему и обе платы в шапке обновил исправив подключение R5.
Так же на плате тов.Лепёхина макрос VT4 установил ТО-220 для установки транзистора без радиатора, типа Tip32/42 и т.п ибо ТО-126 без радиатора недостаточно, а пространство под радиатор неудобное.
Так же добавил ранее отсутствующую на данной плате цепь Цобеля R30+C18.

---------- Сообщение добавлено 15:14 ---------- Предыдущее сообщение было 14:42 ----------

Коллеги, на места C1, 6, 7, 8 усилителя- ставить PP или PET конденсаторы?

На однослойке размеры под PP

[Artik]

LepekhinV, если не ошибаюсь вы где-то давали ссылку на примененную панельку под лампу, что-то не могу найти ее, не продублируете?
Еще заметил что на плате УМ вы применили доволи большие футпринты под мелкие диоды, с чем это связано?


Alex Ground, на схеме УМ C2 - 47pF, в ROSA HB1 partlist.pdf он указан как 100pF - где истина?

[Alex Ground]

Alex Ground, на схеме УМ C2 - 47pF, в ROSA HB1 partlist.pdf он указан как 100pF - где истина?

Как выше написал, обновлял схему и заодно увеличил до 100пФ, в шапке схема актуальная, там С2 100пФ. Если закупили 47пФ ставьте 47пФ, не сильно принципиально

[Artik]

Я пока из тумбочки достаю, а там и то и другое. Высоковольтных кондеров не хватает

[frad]

LepekhinV, если не ошибаюсь вы где-то давали ссылку на примененную панельку под лампу, что-то не могу найти ее, не продублируете?

Я такие купил, подходят идеально. Как по качеству покажет время.